电子在电路中是怎样运动的?

发布时间:2014-12-29    编辑:物理学法小组    来源:网络&投稿

金属导体中的电流是电子的定向移动形成的。那么电子在电路中是怎样做定向运动的呢?

有的同学根据一拉开关电灯就亮,猜想一定是发电厂的电子在拉开关的瞬间,飞速地、几乎不费时间地跑到了电灯上。也有的同学猜想电子可能是在电路中一个顶着一个地在作“顶牛接力”。就像小朋友玩的“倒砖游戏”一样(图2-3),当推倒第一块砖时,其他砖将接连不断地被推倒。当然按照这种想法,电子在电路中“顶牛”的速度也必须是极大的,不然电灯,为什么一拉开关灯就亮了呢?

以上猜想虽然都有一定的道理,但是都不对。那么电子在电路中究竟是怎样运动呢?为了说明这个问题,我们先来回想一下游行队伍的运动情况吧。

游行开始前,队伍在大街上静静地等候着。当总指挥一声令下,游行开始的时候,队伍中的每个人听到了命令,都动了起来,整个队伍就开始前进了。

好!电子在电路中的运动就好像游行队伍一样。

闭合开关,接通电路,这就像游行队伍的总指挥一声号令,整个电路上各处的电子都很听话,几乎同时开始向正极前进,形成了电流,电灯亮了。号令传播的速度跟光速相同是300000千米/秒,这样高的速度,以致于北京的电报员一按电报机上的开关,则几乎同时(相隔约为1/300秒)上海电报局的电报机便动作了。

应该说明的是,电子开始前进是很及时的,但是前进的步伐却很缓慢。例如,在直径约2毫米的铜导线上,若通过10安培的电流,这时电子定向前进的平均速度才是0.02厘米/秒。按照这个速度前进,电子定向移动1厘米,大约需要45秒!

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